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全国2014年4月自学考试02185机械设计基础试题
全国2014年4月高等教育自学考试
机械设计基础试题
课程代码：02185
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。
1．零件的强度是指零件抵抗
A.弹性变形的能力 B.磨损的能力
C.破坏的能力 D.振动的能力
2．平面运动副所提供的约束为
A.1 B.2
C.3 D.1或2
3．机构的压力角α与传动角γ的关系是
A. α+γ=90° B. α-γ=90°
C. α+γ=180° D. α-γ=180°
4．四杆机构中，a=30mm,b=70mm,c=90mm,d=60mm，要得到双曲柄机构，机架应选为
A. a杆 B. b杆
C. c杆 D. d杆
5．设计滚子从动件盘状凸轮轮廓时，对于外凸的理论廓线，若将滚子半径加大，那么凸轮实际轮廓上的各点曲率半径
A.变大 B.变小
C.不变 D.可能变大也可能变小
6．能满足超越运动要求的机构是
A.外啮合棘轮机构 B.内啮合棘轮机构
C.外啮合槽轮机构 D.内啮合槽轮机构
7．下列螺纹连接防松装置中，属于摩擦防松的方法是
A.对顶螺母 B.止动垫片
C.串联钢丝 D.开口销与槽型螺母
8．楔键连接的主要缺点是
A.键的斜面加工困难 B.键安装时易损坏
C.键楔紧后在轮毂中产生初应力 D.轴和轴上零件对中性差
9.V带传动工作时，与带轮轮槽接触的是带的
A.底面 B.顶面
C.两侧面 D.底面和顶面
10.V带中弹性滑动现象的产生是由于
A.带的初拉力达不到规定值 B.带与带轮的摩擦系数过小
C.带的弹性变形 D.带型选择不当
11．能实现很大传动比，结构紧凑的齿轮机构是
A.直齿圆柱齿轮 B.斜齿圆柱齿轮
C.圆锥齿轮 D.蜗轮蜗杆
12．齿面接触疲劳强度设计准则针对的齿轮失效形式是
A.齿面点蚀 B.齿面胶合
C.齿面磨损 D.轮齿折断
13．一对相互啮合的齿轮传动，小齿轮材料为40Cr，大齿轮材料为45号钢，啮合处的接触应力关系为
A. σHl< σH2 B. σHl= σH2
C. σHl> σH2 D. 不确定
14．在闭式蜗杆传动中，最易发生的失效形式是
A.齿面点蚀或胶合 B.磨损或轮齿折断
C.点蚀或轮齿折断 D.齿面的塑性变形
15．在下列联轴器中，有弹性元件的挠性联轴器是
A.夹壳联轴器 B.齿式联轴器
C.弹性套柱销联轴器 D.凸缘联轴器
16．在不完全液体润滑径向滑动轴承的校核计算中，限制圆周速度v的主要目的是
A.防止轴承加速磨损 B.防止轴承发生塑性变形
C.防止轴承因过大压力而过度发热 D.防止出现过大的摩擦阻力矩
17．内径d=150mm的深沟球轴承，其型号可能是
A.6306 B.6315
C.6330 D.6310
18．滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是
A.过量的塑性变形 B.过度磨损
C.胶合 D.疲劳点蚀
19．作单向运转的转轴，频繁启动，在转矩作用下，其扭转应力的循环特性是
A.对称循环 B.脉动循环
C.静应力 D.非对称循环
20．机械系统安装上飞轮后，其系统中
A.速度不均匀系数δ=0 B.速度波动完全消除
C.任意时刻的角速度均为常数 D.仍然存在速度波动，只是波动程度较小
二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
21．曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1.5，则其极位夹角θ=______。
22．螺纹的升角为ψ，当量摩擦角为ρv，其自锁条件是______。
23．链传动是由______、从动链轮和链条所组成。
24．渐开线形状与基圆半径有关，基圆半径越______，渐开线越趋于平直。
25．蜗杆传动的正确啮合条件是______、αal=αt2、γ=β。
26．滑动轴承中所选用的润滑油，其粘度越大，则其承载能力越______。
27．型号为30310的滚动轴承，其类型名称为______。
28．按承受载荷的性质分，既承受弯矩又承受扭矩的轴，叫______。
29．对于动不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数目为______。
30．当工作机构的转速较高时，为了缩短运动链和提高传动系统的机械效率，应选用______转速的电动机。
三、分析题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）
31．已知在某二级直齿圆锥齿轮——斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为驱动轮，3轮的螺旋线方向如题31图所示。为了使II轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试将各轮轴向力Fal、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4轮的螺旋线方向和1轮的转动方向标在答题纸的图中。
题31图
32．题32图所示刚性联轴器，螺栓孔分布圆直径为D，用z个普通螺栓连接，传递的扭矩为T，联轴器接合面的摩擦系数为f，可靠性系数为K，螺栓材料的许用应力为[σ]，试推出所采用的螺栓小径d1的最小值d1min的表达式。
题32图
四、计算题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）
33．计算题33图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束，请明确指出。
题33图
34．已知一正常齿渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，其齿数z1=30，压力角α=20°,ha*=1,
c*=0.25，中心距a=300mm，传动比i12=3，试求两轮的模数m、齿数z2，齿轮2的分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2、基圆直径db2。
35．在题35图所示的轮系中，已知各轮的齿数为：z1=1,z2=50,z3=z4=z5=20,z2′=z3′=30，
z4′=40，z5′=15，z6=60，蜗杆为右旋，n1=1500r/min，转向如图所示，试求n6的大小和方向。
题35图
36．某锥齿轮减速器主动轴选用外圈窄边相对安装的30210轴承支承，已知轴上的轴向外载荷FA=560N，方向如题36图所示，两轴承的径向载荷分别为Frl=1800N,Fr2=3000N，内部轴向力为S=Fr/(2Y),Y=1.7。试画出内部轴向力S1、S2的方向，并计算轴承所受的总轴向力Fal、Fa2。
题36图
五、设计题（本大题共2小题，每小题7分，共14分）
37．如题37图所示铰链四杆机构，已知各构件的长度IAB=50mm，IBC=110mm，ICD=80mm，
IAD=100mm。以AB为主动件时，分析：
(1)该机构的类型；
(2)该机构是否有摇杆？如有，请在答题纸的图上画出摇杆的摆角范围φ；
(3)该机构有无急回特性？如有，在答题纸的图上标出极位夹角θ。
题37图
38．题38图所示轴系结构，按示例①所示，编号指出其他错误（不少于7处）。（注：不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角）。
示例：①没有调整垫片；
题38图
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机械设计基础试题
课程代码：02185
一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。
1．零件的强度是指零件抵抗
A.弹性变形的能力 B.磨损的能力
C.破坏的能力 D.振动的能力
2．平面运动副所提供的约束为
A.1 B.2
C.3 D.1或2
3．机构的压力角α与传动角γ的关系是
A. α+γ=90° B. α-γ=90°
C. α+γ=180° D. α-γ=180°
4．四杆机构中，a=30mm,b=70mm,c=90mm,d=60mm，要得到双曲柄机构，机架应选为
A. a杆 B. b杆
C. c杆 D. d杆
5．设计滚子从动件盘状凸轮轮廓时，对于外凸的理论廓线，若将滚子半径加大，那么凸轮实际轮廓上的各点曲率半径
A.变大 B.变小
C.不变 D.可能变大也可能变小
6．能满足超越运动要求的机构是
A.外啮合棘轮机构 B.内啮合棘轮机构
C.外啮合槽轮机构 D.内啮合槽轮机构
7．下列螺纹连接防松装置中，属于摩擦防松的方法是
A.对顶螺母 B.止动垫片
C.串联钢丝 D.开口销与槽型螺母
8．楔键连接的主要缺点是
A.键的斜面加工困难 B.键安装时易损坏
C.键楔紧后在轮毂中产生初应力 D.轴和轴上零件对中性差
9.V带传动工作时，与带轮轮槽接触的是带的
A.底面 B.顶面
C.两侧面 D.底面和顶面
10.V带中弹性滑动现象的产生是由于
A.带的初拉力达不到规定值 B.带与带轮的摩擦系数过小
C.带的弹性变形 D.带型选择不当
11．能实现很大传动比，结构紧凑的齿轮机构是
A.直齿圆柱齿轮 B.斜齿圆柱齿轮
C.圆锥齿轮 D.蜗轮蜗杆
12．齿面接触疲劳强度设计准则针对的齿轮失效形式是
A.齿面点蚀 B.齿面胶合
C.齿面磨损 D.轮齿折断
13．一对相互啮合的齿轮传动，小齿轮材料为40Cr，大齿轮材料为45号钢，啮合处的接触应力关系为
A. σHl< σH2 B. σHl= σH2
C. σHl> σH2 D. 不确定
14．在闭式蜗杆传动中，最易发生的失效形式是
A.齿面点蚀或胶合 B.磨损或轮齿折断
C.点蚀或轮齿折断 D.齿面的塑性变形
15．在下列联轴器中，有弹性元件的挠性联轴器是
A.夹壳联轴器 B.齿式联轴器
C.弹性套柱销联轴器 D.凸缘联轴器
16．在不完全液体润滑径向滑动轴承的校核计算中，限制圆周速度v的主要目的是
A.防止轴承加速磨损 B.防止轴承发生塑性变形
C.防止轴承因过大压力而过度发热 D.防止出现过大的摩擦阻力矩
17．内径d=150mm的深沟球轴承，其型号可能是
A.6306 B.6315
C.6330 D.6310
18．滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是
A.过量的塑性变形 B.过度磨损
C.胶合 D.疲劳点蚀
19．作单向运转的转轴，频繁启动，在转矩作用下，其扭转应力的循环特性是
A.对称循环 B.脉动循环
C.静应力 D.非对称循环
20．机械系统安装上飞轮后，其系统中
A.速度不均匀系数δ=0 B.速度波动完全消除
C.任意时刻的角速度均为常数 D.仍然存在速度波动，只是波动程度较小
二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
21．曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1.5，则其极位夹角θ=______。
22．螺纹的升角为ψ，当量摩擦角为ρv，其自锁条件是______。
23．链传动是由______、从动链轮和链条所组成。
24．渐开线形状与基圆半径有关，基圆半径越______，渐开线越趋于平直。
25．蜗杆传动的正确啮合条件是______、αal=αt2、γ=β。
26．滑动轴承中所选用的润滑油，其粘度越大，则其承载能力越______。
27．型号为30310的滚动轴承，其类型名称为______。
28．按承受载荷的性质分，既承受弯矩又承受扭矩的轴，叫______。
29．对于动不平衡的回转件，需加平衡质量的最少数目为______。
30．当工作机构的转速较高时，为了缩短运动链和提高传动系统的机械效率，应选用______转速的电动机。
三、分析题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）
31．已知在某二级直齿圆锥齿轮——斜齿圆柱齿轮传动中，1轮为驱动轮，3轮的螺旋线方向如题31图所示。为了使II轴轴承上所受的轴向力抵消一部分，试将各轮轴向力Fal、Fa2、Fa3、Fa4的方向、4轮的螺旋线方向和1轮的转动方向标在答题纸的图中。
题31图
32．题32图所示刚性联轴器，螺栓孔分布圆直径为D，用z个普通螺栓连接，传递的扭矩为T，联轴器接合面的摩擦系数为f，可靠性系数为K，螺栓材料的许用应力为[σ]，试推出所采用的螺栓小径d1的最小值d1min的表达式。
题32图
四、计算题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）
33．计算题33图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度和虚约束，请明确指出。
题33图
34．已知一正常齿渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，其齿数z1=30，压力角α=20°,ha*=1,
c*=0.25，中心距a=300mm，传动比i12=3，试求两轮的模数m、齿数z2，齿轮2的分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2、基圆直径db2。
35．在题35图所示的轮系中，已知各轮的齿数为：z1=1,z2=50,z3=z4=z5=20,z2′=z3′=30，
z4′=40，z5′=15，z6=60，蜗杆为右旋，n1=1500r/min，转向如图所示，试求n6的大小和方向。
题35图
36．某锥齿轮减速器主动轴选用外圈窄边相对安装的30210轴承支承，已知轴上的轴向外载荷FA=560N，方向如题36图所示，两轴承的径向载荷分别为Frl=1800N,Fr2=3000N，内部轴向力为S=Fr/(2Y),Y=1.7。试画出内部轴向力S1、S2的方向，并计算轴承所受的总轴向力Fal、Fa2。
题36图
五、设计题（本大题共2小题，每小题7分，共14分）
37．如题37图所示铰链四杆机构，已知各构件的长度IAB=50mm，IBC=110mm，ICD=80mm，
IAD=100mm。以AB为主动件时，分析：
(1)该机构的类型；
(2)该机构是否有摇杆？如有，请在答题纸的图上画出摇杆的摆角范围φ；
(3)该机构有无急回特性？如有，在答题纸的图上标出极位夹角θ。
题37图
38．题38图所示轴系结构，按示例①所示，编号指出其他错误（不少于7处）。（注：不考虑轴承的润滑方式以及图中的倒角和圆角）。
示例：①没有调整垫片；
题38图
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